Công tắc HDMI điều khiển bằng Arduino: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Tài liệu hướng dẫn này sẽ chỉ cho bạn cách điều khiển nhiều nguồn cấp HDMI tới TV của bạn bằng bộ vi điều khiển như Arduino để bật và tắt truyền với một đường điều khiển duy nhất.

Mục tiêu cuối cùng của tôi là có một phương tiện mạnh mẽ nhưng linh hoạt để giới hạn lượng thời gian mà trẻ em có thể dành cho TV mà không gây tranh cãi vào lúc tắt máy. Các ứng dụng giới hạn thời gian tồn tại cho PC, nhưng tại thời điểm viết bài này, hầu như không có gì cho TV ở Anh. Ở Mỹ, có thể mua những thứ dành cho công việc này, nhưng theo tôi biết những thứ này chỉ phù hợp với phích cắm và điện áp của Hoa Kỳ hoặc họ chỉ kiểm soát video tổng hợp, v.v.

Tôi đã nghĩ đến việc xây dựng bộ điều khiển dựa trên Arduino với mô-đun đồng hồ thời gian thực để cung cấp chức năng hẹn giờ. Điều khó khăn là làm thế nào để bật và tắt TV một cách mạnh mẽ nhưng an toàn. Vì vậy, tôi bắt đầu xem xét các tùy chọn:

1) điều khiển nguồn điện chính cho TV - rất hiệu quả nhưng tôi lo lắng về việc ảnh hưởng xấu đến TV về lâu dài và nó liên quan đến việc sử dụng các rơ le nguồn điện, v.v.

2) điều khiển bằng giao thức từ xa IR - ý tưởng hay nhưng tôi nghĩ điện hầu như luôn luôn là một nút bật tắt và không có cách nào để thiết bị từ xa biết trạng thái của TV, vì vậy trong thực tế, tôi không nghĩ điều này sẽ hoạt động.

3) điều khiển bằng cách chuyển đổi nguồn cấp HDMI từ các thiết bị đầu vào khác nhau (chúng tôi không sử dụng đầu vào RF trực tiếp cho TV nữa) - điều này có thể hoạt động nhưng HDMI là tín hiệu nhanh cần được định tuyến và chuyển đổi cẩn thận - bạn không thể chỉ cần sử dụng một vài bóng bán dẫn trên bảng mạch điện tử!

Tôi đã coi các tùy chọn 1 & 2 là không bắt đầu. Tùy chọn 3 dường như là cách tốt nhất để đi, ngoại trừ vấn đề về cách thực hiện chuyển đổi. Nhập bộ kết hợp và chuyển đổi HDMI tự động có thể được mua với giá dưới £ 5 từ nhiều nhà giao dịch (ví dụ: qua Ebay).

Tôi nhanh chóng xác định cách sửa đổi điều này rất đơn giản để tín hiệu TTL 0-5 V sẽ kiểm soát xem nó truyền hay chặn tín hiệu HDMI. Việc sửa đổi không làm ảnh hưởng đến việc lựa chọn kênh thủ công hoặc tự động trong thiết bị.

Việc sửa đổi rất đơn giản miễn là bạn cảm thấy thoải mái với giao diện Arduino và hàn cơ bản. Nó yêu cầu những điều sau:

Bộ chuyển HDMI tự động 3-to-1 giá rẻ của loại được hiển thị ở trên (có thể dễ dàng lấy được qua Ebay chẳng hạn). Có thể sử dụng những người khác với điều kiện là chúng hoạt động theo cùng một cách. CẬP NHẬT - xem hướng dẫn khác của tôi để biết bộ chuyển đổi HDMI thay thế hoạt động theo cách tương tự và tôi thấy hoạt động tốt hơn với một số nguồn AV của mình.

Các công cụ điện tử cơ bản

Hàn sắt

Điện trở 1K

Bóng bán dẫn 2N2907 PNP

Súng bắn keo nóng chảy

Dây móc (ví dụ: 7 / 0,2)

Tôi sẽ chỉ mô tả việc sửa đổi bộ chuyển đổi HDMI trong các trang sau. Nó thực sự đơn giản. Tôi đã giả định rằng những người thực hiện sửa đổi này có 'kỹ năng bình thường trong lĩnh vực nghệ thuật' và do đó đã không bao gồm sơ đồ mạch hoặc hình ảnh của mọi giai đoạn trong quy trình. Phần bộ điều khiển Arduino mà tôi để lại cho người đọc bây giờ vì nó có thể được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu cá nhân của họ. Kế hoạch của tôi là những người xem tương lai sẽ có thẻ RFID để cho phép họ 'đăng nhập' để truy cập số phút truyền hình của họ, được hiển thị tích tắc trên màn hình bảy phân đoạn. CẬP NHẬT - tác phẩm này hiện đã được xuất bản trên một trong những Sách hướng dẫn khác của tôi.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm: sửa đổi này phù hợp với tôi và dường như không gây hại cho bất kỳ phần cứng AV nào kèm theo, nhưng tôi không thể đảm bảo tính phù hợp của nó đối với ứng dụng nên rõ ràng nếu bạn thực hiện thì bạn tự chịu rủi ro.

Bước 1: Tháo điốt cung cấp điện khỏi PCB của bộ chuyển mạch

Tháo bốn vít khỏi mặt dưới của vỏ bộ chuyển mạch.

Nạy hai nửa của vỏ máy ra và tháo bảng mạch.

Xác định ba điốt gắn trên bề mặt D1 đến D3, các vị trí của chúng được đánh dấu bằng màu đỏ trên hình. Các điốt này định tuyến nguồn cung cấp +5 VDC từ các dây HDMI đến vào phần cấp nguồn của bo mạch; hội đồng quản trị có được sức mạnh của nó từ các dây dẫn này.

Tháo các điốt (một điốt được đánh dấu màu xanh lá cây) bằng cách sử dụng mỏ hàn để nạy chúng ra khỏi bảng. Điều này sẽ vô hiệu hóa bo mạch một cách hiệu quả vì IC công tắc không thể lấy được nguồn điện bên ngoài. Lưu ý rằng ảnh cho bước này được chụp SAU KHI đã tháo điốt.

Bảng mạch đã sửa đổi hiện có thể được kích hoạt bên ngoài bằng cách cung cấp nguồn +5 VDC bên ngoài cho phần cấp nguồn trên bảng. +5 VDC sẽ đi đến tấm cathode của D3 và tiếp đất nguồn cung cấp sẽ đi đến tấm nền gần đầu ra HDMI (được đánh dấu GND trên bảng nếu bạn nhìn đủ cứng). Chúng được đánh dấu bằng màu xanh lam trên hình.

Đây là bản chất của bản hack này - kiểm soát nguồn điện cho bo mạch và bạn kiểm soát xem HDMI có được truyền hay không. Việc chuyển đổi thủ công / tự động của các đầu vào riêng lẻ được giữ lại sau khi sửa đổi này.

Bước 2: Cài đặt Công tắc bóng bán dẫn trên PCB của Bộ chuyển mạch

Arduino không thể cung cấp đủ dòng điện từ một chân duy nhất để điều khiển bảng chuyển đổi HDMI. Tuy nhiên, đường ray cung cấp 5 VDC của nó có thể cung cấp nguồn khoảng 400 mA. Vì vậy, bước tiếp theo là cài đặt một công tắc bóng bán dẫn PNP phía cao để cho phép Arduino điều khiển bo mạch từ nguồn điện của chính nó thông qua đầu ra kỹ thuật số.

Tôi đã sử dụng một bóng bán dẫn 2N2907 PNP. Điều này đã được gắn kiểu lỗi chết trên bảng mạch của bộ chuyển đổi bằng cách sử dụng keo nóng chảy. Trong hình, mặt tròn của bóng bán dẫn hướng ra cạnh ngoài của bảng. Điều quan trọng là phải đặt tất cả các thành phần / dây bổ sung xuống thấp trên bo mạch để sau đó nắp hộp sẽ khít lại.

Một dây dẫn màu đen đã được sử dụng để kết nối mặt đất Arduino với mặt đất trên bảng chuyển đổi.

Một dây dẫn màu đỏ được sử dụng để kết nối bộ phát của PNP với chân 5 VDC của Arduino.

Một dây dẫn màu cam đã được sử dụng để kết nối đầu ra kỹ thuật số trên Arduino với chân đế của PNP, thông qua một điện trở 1 kOhm. Tôi đã sử dụng chân 13 vì nó được kết nối với đèn LED và nhấp nháy tạo ra một bản phác thảo thử nghiệm tốt. Dây dẫn màu cam này là đường điều khiển cho công tắc bên cao.

Bộ thu của PNP được kết nối với tấm cathode D3 trên bảng chuyển mạch.

Keo nóng chảy đã được sử dụng một cách tự do để đảm bảo rằng tất cả các dây dẫn và các thành phần được an toàn và không có sự thiếu hụt nào có thể xảy ra giữa điện trở, bóng bán dẫn và bo mạch chuyển đổi.

Tôi đã tạo một số rãnh nhỏ ở mặt bên của thùng loa để cho phép các dây dẫn đi qua. Với điều kiện là quá trình cài đặt lỗi đã được thực hiện cẩn thận, nắp bao vây sẽ khít trở lại mà không gặp bất kỳ sự cố nào.

Bước 3: Kết luận

Được rồi - đó là khá nhiều. Vì nó là một công tắc bên cao PNP, truyền HDMI được xác nhận bằng cách đặt dòng điều khiển LOW (0 V). Đặt dòng điều khiển CAO (+5 V) sẽ tắt bộ chuyển đổi và do đó ngăn hiển thị bất kỳ tín hiệu HDMI nào. Tuy nhiên, đừng lo lắng - nếu những chú nhím tháo vát của bạn rút nguồn cấp điện cho Arduino, chúng sẽ mất thanh ray 400 mA 5 V vô cùng quan trọng sẽ ngăn chặn hoàn toàn việc truyền HDMI.

Rõ ràng để sử dụng bộ chuyển này như một phương tiện để kiểm soát quyền truy cập vào TV, bạn cần phải đặt nó trong một hộp khó mở, bao gồm bộ điều khiển, bộ chuyển và phích cắm của tất cả các đầu vào HDMI, có lỗ cho các đầu vào đủ nhỏ để ngăn chúng được kéo ra và cắm trực tiếp vào TV. Tôi định gắn mọi thứ (bộ chuyển đổi, bộ điều khiển, màn hình, v.v.) vào một vỏ bọc hấp dẫn duy nhất có thể đi bên cạnh TV.

Không cần phải nói rằng điều này sẽ chỉ có hiệu quả nếu TV của bạn đang được sử dụng làm màn hình HDMI. Nếu bạn cắm dây dẫn RF vào TV thì dây dẫn đó sẽ vẫn khả dụng. Ở Vương quốc Anh, việc sử dụng PVR để lấy đầu vào RF và cung cấp tín hiệu TV qua HDMI ngày càng phổ biến, vì vậy tất cả những gì bạn cần làm là tháo cáp đầu vào RF khỏi TV và ẩn nó đi hoặc cách khác là loại bỏ tất cả các kênh. điều chỉnh, để ngăn con bạn bỏ qua các kiểm soát của bạn.

Tôi hy vọng ai đó tìm thấy thông tin này hữu ích. Chúc may mắn với việc xây dựng bộ điều khiển - khi tôi hoàn thành xong, tôi sẽ cập nhật bài đăng này.